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团 体 标 准
T/JSJTQX 85—2026
公路路面施工连续压实控制系统
技术指南
Technical guidelines for continuous compaction control system in highway pavement construction
2026-03-01 发布 2026-04-01 实施
T/JSJTQX 85-2026
T/JSJTQX 85-2026
前 言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由江苏省交通企业协会提出并归口。
本文件起草单位:江苏现代蜀宁工程建设有限公司、江苏省交通技师学院、天津仁爱学院、江苏镇江路桥工程有限公司、四川公路桥梁建设集团有限公司、江苏虹一工程建设有限公司、江苏省产品质量监督检验研究院、江苏狄诺尼信息技术有限责任公司、北京中元浩业科技有限公司、徐州祥发建设有限公司、中交二公局第三工程有限公司、江苏省交通工程建设局、无锡市航道工程有限公司、戴纳派克(中国)压实摊铺设备有限公司、江苏科技大学、连云港宏淮建设工程有限公司、无锡市城市重点建设项目管理中心、镇江市交通工程建设管理有限公司、无锡市市政设施建设工程有限公司、江苏腾达工程检测有限公司、江苏健达交通工程有限公司、华设检测科技有限公司、镇江市丹徒区交通运输综合行政执法大队、镇江市综合交通事业发展中心。
本文件主要起草人:刘海峰、王晖、吴昀、马天玉、薛斌、 吕泰达、王军章、宋宁生、杜爱军、蔡爱林、徐善常、毛安静、金春霞、柳林、丰荣良、陈茂枝、刘金涛、梁咏梅、窦传刚、李鑫、邓晓多、王国安、黄一舟、胡琪、蔡宇、龚民、郑俊秋、左永辉、李岩、王以青、孔兵兵、徐靖、余贵杨、冀杰、邹文军、徐春风、张建伟、陈军、潘阳、周平方、杨炜、陈怡、赵宝根、史俊龙、李春阳、金立娟、孙健、张浩、马福彬、刘晓、黄佳钰、李鹏、杨新、刘猛、田垒、邓伟、张超、崔朝铜、江涛、田喜东、黄晔、陈耿、王金祥、 白亚东、朱海俊、陈国俊、曹松、郭志强、周安平、路星、曹恒辉、王广飞、郝彬旭、彭伟伟、李星星、王雪鹏、高娟、惠希龙、张旭、詹其伟、韩才林、章荣福、王芮文。
本标准由江苏省工程师学会道路与轨道工程专业委员会副主任委员王芮文、江苏省交通技师学院高级讲师王晖、镇江市综合交通事业发展中心研究员级高级工程师章荣福主审。
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公路路面施工连续压实控制系统技术指南
1 范围
本文件规定了公路路面施工连续压实控制系统的基本规定、数据采集模块、数据处理和数据分析模块、反馈控制模块、通信与显示模块、 电源与辅助模块、系统运行控制等内容。
本文件适用于公路路面工程连续压实控制系统的开发和应用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20271 信息安全技术 信息系统通用安全技术要求
GB/T 37973 信息安全技术 大数据安全管理指南
ISO 16750-3 Road vehicles-Environmentalconditions and testing for electricaland electronic equipment-Part 3 :Mechanical loads
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
连续压实控制 continuous compaction control, CCC
路面碾压过程中,根据路面材料与振动压路机同频共振作用原理,通过连续量测振动压路机振动轮
竖向振动响应信号,建立检测评定与反馈控制体系,实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。 [来源:JT/T 1127,3.1.有修改]
3.2
边缘计算 edge computing
在数据源附近(如压路机终端、基站)部署计算资源,就近完成数据预处理、分析和决策,减少云端传输延迟的技术。
3.3
数字孪生 digital twin
具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接的特定目标实体的数字化表达。
注:本文件中,路面连续压实的数字孪生系统是指基于数据驱动来实现目标实体(路面)与数字实体间各要素动态迭代的系统。数字孪生系统由目标实体、数字实体、两者之间的数据连接以及数据连接过程中涉及的模型,数据和接口等要素组成。
[来源:GB/T 43441.1,3.4.有修改]
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4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
MEMS:微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)
RMS:均方根值(Root Mean Square Value)
RTK:实时动态测量(Real-Time Kinematic)
GNSS:全球卫星导航系统(global navigation satellite system)
BDS:北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system)
CMV:智能压实值(Compaction Meter Value)
CMRR:共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,符号 Kcmr)
ADC:模数转换(analogue-to-digital conversion)
KSPS:千样本每秒(KiloSymbols Per Second)
GPU:图形处理单元(Graphics Processing Unit)
CAN:控制器局域网总线(Controller Area Network)
GIS:地理信息系统(Geographic Information System)
5 基本规定
5.1 连续压实控制系统由数据采集模块、数据处理和数据分析模块、反馈控制模块、通信与显示模块、电源与辅助模块等。
5.2 连续压实控制系统软硬件安装见图1。
1——振动压路机;
2——检测监测设备(各类传感器、电路、采集和分析单元、显示系统等); 3——传感器;
4——信号调理电路;
5——数据采集采集模块;
6——数据分析和数据处理模块;
7——通信与显示模块;
8——反馈控制模块;
9——电源、辅助及压实信息管理(包含电源及各类管理系统); 10——后台信息管理;
11——远程控制及管理。
图 1 连续压实控制系统组成图
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5.3 系统应能实现压路机对路面材料加载和振动响应信号实时监测和处理功能。
5.4 系统应能对检测数据进行传输和管理的功能。
5.5 压实质量信息的采集、存储和传输应符合GB/T 20271、GB/T 37973的要求。
5.6 系统应能通过反馈信号实时分析和评判路面压实质量。
5.7 压路机、监测设备及各类传感器应定期校准。
6 数据采集模块
6.1 一般要求
6.1.1 由振动压路机、检测监测设备、信号调理电路组成。
6.1.2 应能完成压实全过程从物理量采集到信号输出的完整链路。
6.1.3 应针对不同材料路面配备相应的传感器。
6.1.4 数据采集模块应保证多传感器时间同步,误差应不大于10ms,确保压实度、位置、温度等参数时空对应。
6.1.5 应进行传感器冗余配置,关键参数应双通道采集,避免单点故障导致数据丢失。
6.2 振动压路机
6.2.1 工作质量不宜小于10t,激振力宜不小于20t。
6.2.2 振动压实的工艺参数应有明确标识。
6.2.3 振动频率波动范围不应超过规定值的±0.5Hz。
6.2.4 行驶速度应均匀,运行过程中的速度应可保持在 3km/h~10km/h。
6.2.5 宜提供振动频率和行走速度相应信号接口。
6.2.6 宜预留检测监测设备安装接口。
6.3 传感器
6.3.1 包括振动传感器、温度传感器、定位传感器、压力传感器等,具体功能如下:
a) 振动传感器安装在压路机振动轮内部或轮轴,用于监测振动加速度、频率和振幅;
b) 定位传感器安装于压路机顶部,用于定位、监测高程和行驶速度;
c) 红外温度传感器设置在压路机前方,用于扫描监测混合料温度;
d) 压力传感器设置在轮体表面,用于监测压实轮与地面接触压力。
6.3.2 振动传感器宜选用压电式或微电机系统加速度计,采用螺纹固定或强磁固定,应与振动轮刚性连接,并应满足表1要求。
表 1 振动传感器技术要求
6.3.3 定位传感器应满足表2的技术要求。
表 2 定位传感器技术要求
6.3.4 温度传感器应采用红外非接触式,满足表3的技术要求。
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表 3 温度传感器技术要求
6.3.5 压力传感器应满足表4的技术要求。
表 4 压力传感器技术要求
6.4 信号调理电路
6.4.1 传感器输出的原始信号应经过放大、滤波和模数转换等调理电路处理。
6.4.2 放大电路应满足以下要求:
a) 增益范围应覆盖传感器输出信号的最小值与最大值,支持程序控制增益,以适应不同传感器量程,放大电路输入动态范围应不小于传感器输出范围;
b) 放大电路自身噪声应低于传感器信号噪声,输入参考噪声电压密度不小于 10nV/ HZ ,放大电路非线性失真应不大于 0.1%,避免信号畸变影响CMV 值计算;
c) 输入阻抗应不小于 1MΩ , 以减少对传感器输出的分流影响,CMRR 不小于80dB,抑制工频干扰和共模噪声。
6.4.3 滤波电路应满足以下技术要求:
a) 低通滤波器截止频率应根据传感器频率响应设置,高通滤波器截止频率宜为0.5Hz,并覆盖压实轮振动主频下限,带通滤波器应能同时抑制高低频噪声的场景;
b) 选择滤波阶数时,一阶滤波器滚降较慢,应选择的更低截止频率以抑制噪声;二阶或四阶滤波器滚降更快,宜更接近有效频段设置截止频率;
c) 当高阶滤波器引入相位失真时,应确保群延迟在有效频段内小于 1ms,避免信号时域畸变。
6.4.4 ADC应满足以下技术要求:
a) 应根据传感器分辨率和系统精度要求选择数模转换分辨率,数模转换实际有效位数应不小于12 位;
b) 采样率应满足奈奎斯特定理,且不小于 2 倍信号最高频率,宜为 10kSPS~100kSPS,覆盖更高频噪声监测需求;
c) 孔径误差 ADC 转换时间应不大于采样周期的 10%;
d) 输入范围应与放大电路输出匹配,ADC 前端应配置缓冲器,降低输入阻抗对前级电路的影响;
e) 应支持多通道 ADC 同步采样,确保振动、压力、温度等参数时间对齐,时间误差应小于 1 μs。
7 数据处理和数据分析模块
7.1 一般要求
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7.1.1 数据处理和数据分析模块应能将传感器采集的原始数据转化为可指导施工的决策信息。
7.1.2 数据处理和数据分析模块功能设计应满足实时性、准确性、可解释性需求,并覆盖从边缘计算到云端分析的全流程。
7.1.3 数据处理和数据分析模块宜分为边缘计算单元、云端分析平台、数字孪生建模三个层级,各层级核心要求见表5。
表 5 数据处理和数据分析模块技术要求
7.2 边缘计算单元
7.2.1 应部署在压路机终端,能承担数据预处理、实时决策支持、轻量化分析任务,并能减少无效数据传输、提升系统响应速度。
7.2.2 应在边缘端进行数据预处理,数据预处理应满足以下要求:
a) 低通滤波时,应抑制发动机振动、 电磁干扰等高频噪声,保留压实相关频段;
b) 中值滤波时,应消除传感器瞬态干扰等脉冲噪声,避免异常值影响CMV值计算;
c) 自适应滤波时,应根据工况动态调整滤波参数;
d) 应采用无损压缩算法或有损压缩,将数据量减少50%~70%,降低传输带宽需求。
7.2.3 实时特征值提取应按下列要求进行:
a) 应根据振动传感器数据,实时计算CMV,计算按式(1),CMV的计算周期应与压路机振动频率相匹配,且不大于100ms;
CMV
式中,
ai——瞬时加速度;
——平均加速度;
N——采样点数。
b) 压力应与当前位置关联,将压力传感器数据与GNSS定位信息同步,生成“压力-位置 ”时间序列,用于后续云端分析;
c) 应实时全域获取温度信息并进行温度离析分析。
7.2.4 应能实时进行决策支持,满足以下要求:
a) 应能进行欠压/过压预警,当CMV值低于阈值或压力超过安全范围时,应触发车载终端警报;
b) 应能根据实时数据自动调整压路机振动频率、行驶速度等参数;
c) 应能进行温度离析报警。
7.2.5 边缘计算硬件应满足以下要求:
a) 处理器性能优良,应支持浮点运算,确保CMV计算延迟<50ms;
b) 本地存储至少24小时原始数据,防云传输中断,支持循环覆盖;
c) 兼容CAN总线、RS485、以太网,与传感器和云端无缝对接。
7.3 云端分析平台
7.3.1 云端分析平台应能进行全局数据整合、深度分析、长期趋势预测,提供施工优化决策支持。
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7.3.2 云端分析平台硬件应配备GPU集群支持AI模型训练,单次分析延迟小于1s,软件应保证数据安全,采用加密传输和存储。
7.3.3 能进行多源数据融合,整合振动、压力、温度、定位等多传感器数据,生成时空对齐的“压实质量四维模型 ”即,X/Y/Z坐标+时间。
7.3.4 应能通过机器学习模型识别并修正传感器故障数据:
7.3.5 应能生成CMV分布云图,以热力图形式展示CMV达标情况,使压实质量可视化,图形空间分辨率应不大于0.5m×0.5m,满足精细施工需求。
7.3.6 应能生成路面纵断面CMV曲线,标识薄弱层位置。
7.3.7 应能基于当前CMV值、压实速度等历史数据和机器学习模型,预测达到目标CMV所需的剩余遍数,预测误差不大于1遍。
7.3.8 结合材料特性和设备性能,生成最优压实参数组合。
7.3.9 存储施工全周期原始信号、处理结果、决策记录等数据,支持按时间、位置检索。
7.4 数字孪生
7.4.1 数字孪生应通过虚拟仿真提前验证施工方案,降低试错成本、优化资源分配。
7.4.2 应基于设计图纸生成路面三维模型,误差应小于1cm,并为模型赋予弹性模量、泊松比等材料参数、温湿度等环境参数。
7.4.3 应进行压实过程仿真,动态模拟压路机行驶轨迹、振动能量传递、材料变形过程,生成压实度分布预测图,仿真步长不大于0.1s,并与实际压实过程同步。
7.4.4 进行多工况对比,应对比振动频率、压实遍数等不同参数下的压实效果,生成最优方案。
7.4.5 进行实时映射与反馈,将CMV值、压力等实际压实数据实时映射至数字孪生模型,修正仿真偏差。
7.4.6 当仿真与实际偏差超过阈值时, 自动调整模型参数或施工方案。
7.4.7 宜进行沥青混合料冷却过程中的压实效应仿真。
7.4.8 HMI交互界面应能提供便捷式参数调整、3D可视化结果展示。
8 反馈控制模块
8.1 一般要求
8.1.1 反馈控制模块应能通过动态调整压路机参数或指导操作员干预,实现压实质量闭环控制。
8.1.2 应能反馈压实均匀性,减少人为误差、适应复杂工况。
8.1.3 反馈模块具有参数自动调节、预警与补压指导的功能。
8.1.4 反馈控制模块的性能指标要求见表6。
表 6 反馈模块的技术要求
8.2 参数自动调节
8.2.1 应通过实时匹配压实能量与材料特性,优化压实效果,功能设计应满足快速响应、精准控制、多参数协同要求。
8.2.2 应能实时匹配路面材料特性并进行动态参数调整,根据材料识别结果,从预设参数库中调用最
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优参数,或通过模糊控制算法实时计算,从材料识别到参数生效的时间不大于 500ms,确保压路机连续作业。
8.2.3 应通过变频器或液压伺服机构调节振动频率,精度±0.1Hz,振幅控制采用液压伺服阀或变频电机,精度±0.05mm。
8.2.4 通过液压流量调节或电机转速控制,实现速度无级调节,精度±0.1km/h。
8.3 预警与补压指导
8.3.1 应通过可视化界面和路径规划,帮助操作员快速定位欠压区域并实施补压,减少漏压、避免过压。
8.3.2 能进行欠压预警,当 CMV 值低于达标阈值或压实度换算值低于规范要求时,触发车载终端声光报警,预警方式宜采用红色闪烁警示灯或语音提示。在车载终端显示屏上叠加补压路径,并标注补压点坐标(X/Y/Z)。
8.3.3 能实现过压预警,当压力传感器数据超过材料承载力时,触发紧急制动并报警。
8.3.4 基于压实度分布云图采用相应算法规划最短补压路径,并设置路径优先级。
8.3.5 进行遍数控制,根据欠压程度动态调整补压遍数,公式见式(2),补压时,行驶速度应降低至1km/h~2km/h,确保压实能量充分传递。
式中,
N 补压——补压遍数;
CMV当前——为当前压实值; ·——向上取整。
9 通信与显示模块
9.1 一般要求
9.1.1 通信与显示模块应承担数据实时传输、可视化呈现、远程决策支持三大任务。
9.1.2 通信与显示模块设计应满足高可靠性、低延迟、多终端兼容要求,并覆盖从车载终端到远程平台的完整链路。
9.1.3 通信与显示模块包括车载终端、远程监控平台、数据接口三个维度。
9.1.4 通信与显示模块功能要求见表 7。
表 7 通信与显示模块技术要求
9.2 车载终端
9.2.1 车载终端宜部署在压路机驾驶室内,为操作员提供实时数据监控与手动干预入口,提升操作便捷性、保障施工安全性。
9.2.2 显示屏分辨率应不小于 1920×1080,亮度不小于 1000cd/m² , 能适应强光环境。
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9.2.3 防护等级 IP68,抗振动等级满足 ISO 16750-3。
9.2.4 计算单元为嵌入式处理器,应支持 4k 视频解码与多任务并行处理。
9.2.5 显示内容与布局应满足以下要求:
a) 应实现压实质量可视化,形成智能压实值云图,以热力图形式显示当前作业区域压实度分布,分辨率≤0.5m×0.5m;
b) 实时绘制CMV随时间变化曲线,更新频率大于10Hz,支持缩放与历史数据回溯;
c) 实现压实遍数计数,显示当前区域已压实遍数及目标遍数,遍数误差±0.5遍;
d) 能进行设备状态监控,集中显示振动频率(Hz)、振幅(mm)、行驶速度(km/h)、压力(kN)等关键参数,数值更新延迟不大于200ms;
e) 具有预警信息栏,滚动显示欠压/过压警报、传感器故障提示,支持点击查看详情。
9.2.6 触摸屏操作,支持多点触控,操作响应时间不大于 100ms,提供“参数调整 ”“紧急制动 ”“补压路径确认 ”等按钮,权限需通过指纹或密码验证,语音播报预警信息,支持语音指令控制。
9.3 远程监控平台
9.3.1 远程监控平台应部署在云端或项目部服务器,为管理人员提供全局视角,实现远程决策、优化资源分配。
9.3.2 能进行多终端访问支持,实现 PC 端提供三维地形视图,通过 GIS 地图叠加CMV 分布与设备位置,移动端 APP 实时警报推送、施工进度概览、远程参数调整。
9.3.3 能进行全局数据监控与分析,形成施工进度看板,以甘特图形式展示各路段压实计划与实际进度,标识滞后区域。
9.3.4 能根据压实遍数与区域面积, 自动计算完成率。
9.3.5 能生成压实质量报告,包含 CMV 均值、达标率、异常点坐标,支持按时间/路段筛选。
9.3.6 能进行远程控制与策略调整,管理人员可通过平台修改压路机参数,下发指令延迟不大于 1s。
9.3.7 进行任务调度,根据压实质量与设备状态,动态分配压路机任务。
9.3.8 应具有并发处理能力,支持 100 台以上设备同时在线,数据吞吐量不小于 1000 条/秒。
9.3.9 保证数据安全,通过 SSL/TLS 1.3 加密传输,存储采用 AES-256 加密,符合等保 2.0 三级要求。
9.4 数据接口
9.4.1 传感器接口应支持 CAN 总线、RS485、以太网,兼容主流传感器品牌。
9.4.2 云平台接口应能提供 RESTful API,支持 JSON/XML 数据格式,对接阿里云、AWS 等主流云服务。
9.4.3 应实现平台对接并进行数据映射,将 CMV 值、位置等压实数据映射至数字孪生模型属性。
10 电源与辅助模块
10.1 宜采用压路机自主供电或配备独立蓄电池。
10.2 本地存储压实过程原始数据,云端同步备份。
10.3 传感器和终端设备应具备防水、防尘、耐高温能力,适应野外施工环境。
11 系统运行控制
11.1 系统运行前,应根据压实材料选择相应的振动压路机。
11.2 系统运行前,应进行传感器的标定或校准。
11.3 连续压实系统的参数设定可见表 8。
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表 8 参数设定表
11.4 系统运行关键控制指标见表 9。
表 9 关键控制指标
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